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登陆火星 离我们还有多远

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2011 年 2 月 21 日 星期    【打印】  
登陆火星 离我们还有多远
  核心提示

  莫斯科当地时间2月14日,人类首次“登陆火星表面”,将中国国旗、俄罗斯国旗和欧洲空间局旗帜插上“火星”。来自中国的王跃参与其中。

  只不过,这一切都是一场模拟试验。人类要想真正登陆火星,仍然存在诸多方面的巨大考验和挑战。在志愿者们模拟登陆火星表面后,人类还要等上至少数十年,才有望真正登陆火星。

  1 “火星500”:模拟的危险游戏

  近日的模拟登陆火星,是人类首次模拟火星载人计划“火星500”的一个阶段。“火星500”是由俄罗斯组织、多国参与的一项国际大型试验项目,整个试验在莫斯科郊外的一个全封闭试验舱里进行。6名来自俄罗斯、中国、法国和意大利的志愿者在这里模拟火星往返飞行。

  2010年6月3日,他们走进试验舱,踏上飞往“火星”的征途。整个火星往返行程共需要约520天,这也是人类载人航天飞船往返火星实际需要的时间。也正是由于全部试验过程持续500多天,这项试验被称为“火星500”。

  在500多天里,6名志愿者在一个总体积约550立方米的试验舱生活。他们需要在狭窄的试验舱里度过近一年半的时间。在如此长的时间里,他们的食物以脱水食品和罐头食品为主,偶尔才有蔬菜。在往返火星途中,没有补给站,在火星上也没有补给品。

  在500多天中,他们看不到日出日落,生物钟极有可能陷入紊乱。其间,他们不能抽烟,不能喝酒,不能上网,不能看电视。即使是与地面的通讯联系,也要忍受长达20分钟的模拟迟滞。

  对于所有人来说,这些都是充满危险的挑战。但在真正的火星旅程中,人类所面临的挑战只会比这些更危险、更复杂、更难以预料。至少,试验可因技术原因或志愿者身体不佳而中断,每名志愿者都有中途退出的权利。但真正的火星旅途中,一旦上路,就无法中断行程,也无法中途退出。

  2 登陆火星:宇航员的全面考验

  除了技术方面的巨大困难外,还有许多难题等待着科学家们解决,其中最重要的则是漫长旅程、失重环境对人的身体、心理等方面的全方位考验。

  迄今为止,人类在太空的最长滞留时间为438天。但火星之旅所需时间超出这一纪录,人类还将面临诸多未知的危险与考验——

  身体全方位受损 太空对人体的挑战主要有失重和辐射。近地轨道飞行实验表明,长期飞行对人的心血管系统、骨骼肌肉系统都有很大影响,特别是肌肉萎缩和骨丢失高达20%以上。由于人类往返火星要经历失重、超重、低重力等多种重力环境,必然要饱受重力变化之苦。

  失重的影响是全方位的。肌肉、骨骼、内脏功能、免疫系统,都会受到严重的影响,由此带来的肌肉萎缩、骨质疏松的问题很难对付。2010年,美国科学家以9名美俄宇航员为研究对象,发现上过太空的40岁宇航员的身体状况和80岁老人的差不多。

  后代可能致畸 在宇宙空间中,人类所要面对的辐射远远超出了地球上,即便有飞行器、航天服和药物进行防护。虽然还没有发现宇航员得癌症,但超越地球人承受能力的辐射量会增加患癌症的概率。

  而且,超常的辐射还带来基因突变和后代致畸的可能。德国埃森—杜伊斯堡大学基因学家的研究报告说,即使是在距离地球表面500公里的低轨道上,宇宙射线也会损伤宇航员的染色体。一般情况下,染色体发生变异的细胞比例从1%上升到大约1.5%时,患癌症的风险就显著增加。因此,有人建议,宇航员要提前贮存精液。

  孤单感严重 漫长的旅途中,航天员还将面临可怕的心理挑战。航天员长期远离地球家园,身处狭小密闭的太空船内,由此带来严重的孤独感。

  历史上有过类似教训。2007年,美国“发现号”宇航员莉萨·诺瓦克因企图谋杀情敌被捕。而早在1999年的一次试验中,两名俄罗斯宇航员因不堪沉重的精神压力而发生激烈的争斗,导致试验中止。

  生病需要自疗 一般来说,能进太空的宇航员身体素质都是相当好的,在进入太空前也进行过严格的检查。但飞行途中宇航员突然生病了怎么办?在飞往火星的途中,他们必须自己设法解决一些常见疾病问题。所以,在这次“火星500”试验中,就有专门的医疗舱,要求志愿者具有较高的自主性。

  应对“性饥渴” 对于那些正值壮年的宇航员来说,如何缓解“性饥渴”无疑也是一项棘手的问题。美国国家航天局负责医学和健康问题的首席科学家理查德·威廉博士指出,应当建立一套特殊的道德机制应对这些困难。宾夕法尼亚大学生物学教授波尔·沃普也曾指出,可以通过组建由男女宇航员参加的探险队来解决长途旅行中可能面临的性问题。

  3 运载火箭:火星探测的核心难题

  “火星500”模拟了人类飞往火星的许多条件,但仍有一些情况无法模拟,其中最重要的就是将人类送往火星的运载火箭和飞船。

  火星距地球最近时也有约5千万公里,最远时则超过4亿公里,按照人类现有运载火箭的速度,火星之旅的往返需18个月~36个月。而“火星500”计划的520天时间显然选择了最短、也是最理想化的行程。但实际上,火星之旅真实所需要的时间极有可能达700多天。

  从520天到700天,行程的大幅增加意味着难度的大幅提升,必然大大增加飞船的重量,而在飞往火星的路上,每一克增加的重量都需要火箭多携带一份燃料,需要更为强大的运载火箭作为支撑。

  运送人类往返地球和火星之间的运载火箭要足够大,可以携带足够的燃料,产生足够强大的动力,才能将人类送往遥远的火星,并将他们带回地球。

  目前,能将探测器送上火星的运载火箭,还不足以将人类送上火星。2010年10月,美国宇航局披露了“百年星舰”计划,计划开发全新的运载火箭将人类送往火星。即便如此,美国的这一全新运载火箭仍然不够强大,也还只能将人类送上火星,却无力将人类带回地球,只能寄望于登上火星的首批人类在火星建立生活基地。

  新闻链接

  人类为何要登火星

  火星的价值仅次于月球。通过探索火星,可以使地球人以火星为镜子,探索地球的“前世今生”,进而更好地保护我们人类所居住的地球免遭毁灭。

  火星的直径约为地球的一半,有稀薄的大气层,自转周期为24小时37分22.6秒,仅比地球多半个多小时,也有春夏秋冬之分,因此火星有“袖珍地球”之称。

  另外,火星是地球轨道外的行星中离地球最近的一个,其表面面积与地球的陆地面积不相上下。不仅如此,火星探测器已证明火星上有水,这是有利于生命形成的重要因素。

  火星表面的物质构成也极具开发潜力。火星在夜空中略显橘红色,是由于它富含氧化铁,遍地都是红色的土壤和岩石。它的铁含量如此高,在太空中首屈一指,如果能够大量从土壤中提取出来,将会把火星变为一座巨大无比的炼铁厂,加上它距离地球的特殊位置,足以为地球所用。火星大气中95%是二氧化碳,如果利用从地球上带去的少量液氢便可产生大量的氧气、甲烷和水,不失为一种高效廉价的燃料。     (摘自《广州日报》)

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